氯堿工藝介質(zhì)對設備的腐蝕侵害及防護措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-533編號：_氯堿工藝介質(zhì)對設備的腐蝕侵害及防護措施審核：_時間：_單位：_氯堿工藝介質(zhì)對設備的腐蝕侵害及防護措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進。可通過修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。氯堿行業(yè)生產(chǎn)過程中的工藝介質(zhì)及產(chǎn)品（例如NaOH、濕Cl、飽和鹽水、HCl、HSO等）均具有極強的腐蝕性。腐蝕不僅給設備和管道帶來

2、危害，而且還會嚴重危害員工的身心健康，污染環(huán)境，危及安全生產(chǎn)，造成各類事故。因此，要從根本上解決腐蝕造成的損失和危害，確保安全生產(chǎn)。一、NaOH的腐蝕及防護措施1. NaOH的腐蝕分析NaOH是氯堿生產(chǎn)中腐蝕性較強的介質(zhì)。在常溫下，質(zhì)量濃度30%（m/m），簡稱濃度，下同）的稀堿液可使鋼鐵表面生成不溶性鈍化膜，而使其有良好的耐蝕性。但是，鋼鐵的耐蝕性能隨堿液的濃度和溫度的升高而降低。當堿液濃度>30%時，則鈍化膜的保護性能隨濃度的升高而降低，如果溫度也同時升高（>80），則普通鋼鐵就會受到嚴重的腐蝕侵害。NaOH對鋼鐵設備的腐蝕侵害形成有兩種，即均勻腐蝕和局部腐蝕，其有多種原因引起

3、的局部腐蝕是主要的，它容易造成設備的突然破壞，危害極大。鋼鐵受高溫、濃堿腐蝕后會發(fā)脆，如果同時有應力（外加應力或殘余應力）作用，則會產(chǎn)生不同程度的應力腐蝕，于是將加速材料的破壞，這種現(xiàn)象一般稱“堿脆”。據(jù)資料介紹：15%48%的NaOH，溫度低于82時不發(fā)生“堿脆”，而50%的NaOH在52時就發(fā)生“堿脆”。“堿脆”可使設備焊縫兩邊加熱區(qū)出現(xiàn)裂縫，造成漏堿，一經(jīng)漏堿，難以補焊。2.防護措施NaOH生產(chǎn)系統(tǒng)應根據(jù)堿液的濃度和溫度選用合適的材料。NaOH濃度在30%33%、溫度在8595，屬于應力腐蝕環(huán)境，因此該系統(tǒng)的非標設備和管道最好選用超低碳奧氏體不銹鋼，一般可選00Cr18Ni10、0Cr1

4、8Ni9、00Cr17Ni14Mo2；NaOH濃度在30%33%、溫度50%、溫度>85時可選用Ni材料等。該系統(tǒng)也可選用非金屬材料，如聚丙烯（PPH）、氯化聚氯乙烯（CPVC）、玻璃鋼增強的聚氯乙烯（FRP/PVC）等，但缺點是壽命短、可靠性差。為防止鋼鐵設備發(fā)生“堿脆”，應采用合理的結(jié)構(gòu)設計和制造工藝，在嚴格控制材料質(zhì)量的同時必須提高制造質(zhì)量，焊后進行適當?shù)臒崽幚恚ㄈ绲吞己偷秃辖痄?，采?00650退火處理），嚴格焊縫檢測，消除外界應力和殘余應力。二、濕Cl的腐蝕及防護措施電解槽陽極產(chǎn)生的Cl，為水蒸氣所飽和，稱濕Cl。濕Cl中常夾雜有HCl和HClO，全使許多金屬材料迅速被腐蝕，當

5、Cl中含水<1.5×10-4(-4標在右上位置)（稱干燥Cl）時，對普通結(jié)構(gòu)材料腐蝕極微，因此對接觸濕Cl2的設備及管道材料應予以重視。2.防護措施由于濕Cl幾乎對所有金屬都能腐蝕，其中只有Ti材料耐蝕，這是因為濕Cl是氧化性介質(zhì)，使Ti表面一成一層耐蝕的氧化膜。在常溫下，耐濕Cl2腐蝕的材料多采用非金屬材料，如鋼襯橡膠（SS/HRL）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、CPVC、鋼襯聚四氟乙烯（SS/PTFE）、FRP/PVC、玻璃鋼（FRP）等，它們主要做設備和管道的襯里和整體材料。濕Cl對鋼鐵的腐蝕最嚴重，所以不能直接使用。干燥Cl不腐蝕鋼鐵，但腐蝕Ti材，所以可以用鋼鐵制造輸送

6、干燥Cl的壓縮機和管道。三、鹽水的腐蝕及時性防護措施1.鹽水的腐蝕分析由于電解系統(tǒng)包括一個龐大的鹽水工序，其設備防腐性能的好與壞，直接影響著鹽水質(zhì)量和電解槽的正常運行。鋼鐵在鹽水中的腐蝕速度受鹽水中溶解氧的控制，因鹽水中存在氧的濃度差，易構(gòu)成氧濃差腐蝕電池，其反應過程是：陰極為氧的還原反應：O+2HO+4e4OH-；陽極為鐵的氧化反應：Fe-2eFe2+，鐵被離子化溶解在鹽水中而被腐蝕。應當引起注意的是，在鹽水設備的氣相部分，如容器頂蓋和液面以上的器壁比液面中的部分腐蝕得嚴重，其原因是上面有凝結(jié)的水膜，氧易透過而達到飽和狀態(tài),發(fā)生氧的去極化反應：4Fe+6HO+3O4Fe(OH) 3，脫水后變

7、為FeO（鐵銹）：2Fe(OH) 3HO+FeO。2.防護措施根據(jù)鹽水的腐蝕特點，一般的金屬材料都不透用，目前鹽水系統(tǒng)的設備、管道、閥門等均采用耐蝕高分子材料作為整體材料或襯里材料，構(gòu)成了以SS/HRL、鋼襯聚丙烯（SS/PP）、SS/PTFE、FRP/PVC等為主要的防腐方法。四、酸類及尾氣的腐蝕與防護措施1.酸類及尾氣的腐蝕分析酸類的腐蝕主要以HCl、HSO、HClO為主，鐵在濃HSO中的腐蝕極低，主要是由于濃HSO的氧化作用生成鈍化膜的緣故。除濃HSO外，稀HSO、HCl和HClO等均能與鐵反應，生成可溶性的鐵鹽，并析出H 。屬氣腐蝕發(fā)生在操作控制不嚴或發(fā)生不正?，F(xiàn)象時，出現(xiàn)的廢氣排空現(xiàn)象，主要以Cl、HCl氣體、堿霧為主。2.防護措施為防止各類酸對生產(chǎn)設備、儲存設備和管道的腐蝕侵害，HCl氣體生產(chǎn)可采用鐵爐或石墨爐，吸收段必須采用石墨材料，儲槽采用SS/HRL、PPH、FRP，泵可選用聚四襯乙烯氟泵、陶瓷泵、襯膠泵等，管道可用SS/PTFE、FRP、SS/PP、聚乙烯（PE）、SS/HRL等，閥門可用PPH隔膜閥、襯聚四氟乙烯閥、PVDF隔膜前期。濃H2SO4儲存設備可用鋼鐵制造，為防止尾氣腐蝕設備、廠房、管架，多用涂料